Artikelreihe „Grundlagenwissen“, Teil 3 – Berechnung des effektiv Drehmoments
Frage:
Wie berechne ich das effektive Drehmoment Meff, im englisch auch TRMS (Root Mean Square Torque) gennant, für das Bewegungsprofil einer gegebenen Achse in meiner Anwendung?
Antwort:
Im letzten Beitrag der Reihe „Grundlagenwissen“ lag der Schwerpunkt auf dem Betrieb von Motoren bei erhöhter Umgebungstemperatur. In diesem Beitrag konzentrieren wir uns auf das effektive Drehmoment und seine Bedeutung. Typischerweise wird das Bewegungsprofil einer Achse in mehrere Segmente zerlegt, wobei für jedes Segment ein bestimmtes Drehmoment über eine bestimmte Zeitspanne wirken muss, damit die gewünschte Bewegung umgesetzt wird. Dazu gehört auch das Drehmoment, das jeweils für Beschleunigung, Konstantfahrt (gegen eine von außen wirkende Kraft und/oder Reibung), Abbremsen oder Verweilen erforderlich ist. Jedes dieser Segmente hat einen bestimmten Einfluss auf die Motortemperatur. Die Erwärmung des Motors hängt nicht nur von dem Drehmoment sondern auch von der Dauer, die das Drehmoment wirk ab. Bei der folgenden Berechnung des effektivem Drehmoments wird dies berücksichtigt.
Das unten gezeigte Bewegungsprofil lässt sich in acht (8) verschiedene Segmente zerlegen. Für jedes gilt ein eigenes Drehmoment Tx mit einer eigenen Dauer tx.
T1 ist das benötigte Drehmoment im ersten Abschnitt, t1 die entsprechende Dauer des Abschnitts. T2 ist das Drehmoment für Segment 2, mit der dazugehörigen Dauer t2 usw. Beachten Sie während Segment 2 das vom Motor zusätzlich benötigte Drehmoment zur Überwindung einer zusätzlichen externen Kraft die die Reibung selbst übersteigt. In den Verweilsegmente 4 und 8 wirkt keine Kraft.
Sehen wir uns wiederum das Beispiel des Bewegungsprofils oben und das Diagramm dazu an:
Wir ersparen Ihnen und uns die lange Berechnung und sagen, das Ergebnis ist:
